[发明专利]一种薄壁壳体零构件的增减材双工位同步加工方法及装置

说明书

本发明公开了一种薄壁壳体零构件的增减材双工位同步加工装置，包括固定底座、龙门吊、增材模块、磨削减材模块、复合工作台等，固定底座包括内底座、上底座，上底座相对于内底座可旋转，龙门吊立柱固定于上底座上，复合工作台设置于内底座处；装置还包括位于龙门吊横梁下方的、且相对于龙门吊横梁可旋转的联动横梁；增材模块和磨削减材模块安装于联动横梁下部并相对于联动横梁可水平移动；复合工作台包括上工作台和下工作台，上工作台和下工作台相对于内底座可水平移动。本发明具有结构紧凑等优点。

技术领域

本发明涉及桌面型激光加工设备领域，尤其涉及一种薄壁壳体零构件的增减材双工位同步加工方法及装置。

背景技术

传统激光加工设备中，先进行增材加工，再进行减材加工，增减材加工并不能在同时完成，需要重新进行上下料操作和重新定位，虽然目前有部分增减材复合设备，但是各工位之间存在干涉问题，导致增减材复合设备具有一定的局限性。

随着我国制造业的快速发展，新型机械装备的定制化需求与日俱增，各类零部件的结构一体化及结构复杂化程度不断提高。同时，在高性能复杂零部件加工方面，也相应提出了定制化、高精度、高效率、低成本、低能耗以及集成化和一体化等诸多要求。这给增/减材复合制造技术提供了广阔的发展平台和技术改进空间。

为了进一步提高增材成形零部件的加工精度和表面质量，增/减材复合制造设备的减材过程中需设置磨削加工环节。并且，磨削加工时将会产生大量的磨屑，在传动系统密封性能不足的情况下，设备的滚珠丝杠、导杆等关键传动部件容易堆积磨屑而被严重磨损(此时磨屑充当磨粒的作用)，严重影响设备后续的工作精度及设备传动系统的使用寿命。

现有的桌面型增/减复合制造设备缺乏对激光增材过程中惰性气体起保护作用的考虑。目前，较大比例的高性能复杂零部件均由金属材料制成，而金属材料在激光增材快速成形的过程中对特定气体环境的防氧化要求相对较高。所以当工件原料采用金属材料时，缺乏激光增材过程中惰性气体的保护将容易导致金属材料发生氧化，从而影响金属材料的成形质量，因此适用范围窄，不适用金属材料加工。另外在磨削减材加工时，飞溅的金属材料会产生对操作人员的安全隐患。现有的增/减材复合制造设备的增材加工装备，往往仅针对某一特定或指定材料的成形制造，缺乏对复合材料零件的考虑。特别是减材加工环节，其实是极具多样性和多元化综合发展的。通常，减材加工部分往往只针对材料成型过程中某一个面的切削(以铣削为主)加工。对于部分复杂零件，在对其增/减材加工后还需进一步磨削，而其减材功能却并不齐全，因而在特殊工况下减材加工柔性较低。综上所述，目前增/减材复合制造技术与装备设计仍存在较多缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种薄壁壳体零构件的增减材双工位同步加工方法及装置，该装置结构紧凑、尺寸大小适中便于移动，加工方式多样且灵活可变，布局合理可实现增/减材多工位同步加工互不干涉，充分考虑了传动系统运行全过程以及增/减材加工全过程的可靠性与安全性问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种薄壁壳体零构件的增减材双工位同步加工装置，包括固定底座、龙门吊、增材模块、磨削减材模块、复合工作台，龙门吊包括龙门吊横梁和龙门吊立柱，所述龙门吊横梁位于复合工作台上方，所述龙门吊立柱位于龙门吊横梁两端，所述增材模块、磨削减材模块分别对复合工作台上的零件进行增材加工和减材加工；

所述固定底座包括内底座、上底座和下底座，所述内底座、上底座位于下底座上，所述上底座套设于内底座外侧，所述固定底座内设有第六驱动机构，所述上底座在第六驱动机构的驱动下相对于内底座旋转，所述龙门吊立柱固定于上底座上，所述复合工作台设置于内底座处；

所述装置还包括位于龙门吊横梁下方的联动横梁和位于龙门吊横梁内的第三驱动机构，所述联动横梁在第三驱动机构的带动下相对于龙门吊横梁旋转；